适用于龙门起重机械设备的安全运行监控装置的制作方法

1.本实用新型涉及监控技术领域，尤其涉及适用于龙门起重机械设备的安全运行监控装置。


背景技术：

2.起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作设备，通常又称吊车。起重机如果在使用过程中出现故障，将会造成严重的财物损失及人员伤害，因此为了降低设备在使用过程中存在的安全隐患，通常在使用起重机前都会进行安全检查。然而现在都是人工进行检查，不仅费时费力，而且难免存在漏检的情况。


技术实现要素：

3.本实用新型的目地在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种适用于龙门起重机械设备的安全运行监控装置，无需人工现场检查即可实现对龙门起重机的安全监控。
4.为了实现上述目的，本实用新型提出一种适用于龙门起重机械设备的安全运行监控装置，包括数据采集单元、报警单元、云控制器，数据采集单元与云控制器的输入端连接，云控制器的输出端分别与报警单元和龙门起重机械设备的控制端开关连接。
5.数据采集单元包括rfid无线识别装置，所述rfid无线识别装置包含rfid识别器和rfid接收器，rfid识别器安装于龙门起重机械设备的电源输入端操作手柄上，用于采集龙门起重机械设备的刷卡运行电流数据，并将采集的数据传输给rfid接收器。rfid无线识别装置将识别的rfid信息传输给云控制器，云控制器将其与设置的参数进行比较，并根据比较结果控制龙门起重机械设备的控制端开关的启/闭。
6.通过使用rfid对设备进行使用权限管理，可以有效避免未授权的人员违规使用，出现问题后也可以从数据中进行追溯。
7.数据采集单元包括电流采集传感器，安装于龙门起重机械设备的电源输入端，用于采集龙门起重机械设备的运行电流数据，并将采集的数据传输给云控制器。
8.数据采集单元包括倾角传感器，安装于龙门起重机械设备的横梁，用于采集横梁的水平角度，并将采集的数据传输给云控制器。
9.龙门起重机械设备算得上是大型设备，重量大，稳定性好，部件结实，因此都不会考虑到角度偏差所带来的安全风险，更不会想到横梁角度偏差会有安全隐患，而且人眼也确实难以发现角度偏差。上述方案中，通过在横梁上设置倾角传感器采集水平角度，实现横梁角度变化的实时监测，可以预防因横梁长期使用导致的裂纹或严重变形而产生的安全隐患，保障龙门起重机械设备的安全运行。
10.数据采集单元包括钢丝绳检测装置，安装于龙门起重机械设备的吊装钢丝绳上，用于检测吊装钢丝绳的磨损数据，并将采集的数据传输给云控制器。
11.钢丝的强度是很大的，因此可以用于吊装重的物体，但是也往往因为钢丝不易损
坏而导致人们忽略了钢丝所存在的安全隐患。上述方案中，通过在钢丝绳上安装钢丝绳检测装置（探伤传感器），采集钢丝绳的磨损数据，可以预防因钢丝绳长期使用导致的磨损甚至裂纹而产生的安全隐患，保障龙门起重机械设备的安全运行。
12.数据采集单元包括振动传感器，安装于龙门起重机械设备的小车上，用于采集小车的振动数据，并将采集的数据传输给云控制器。
13.龙门起重机械设备在使用过程中本身振动就比较大，因此很难想到通过检测振动数据来进行安全监测。但是现实中，如果小车振动过大却是有可能引起安全事故的。上述方案中，通过在小车上设置振动传感器来检测小车的振动数据，可以避免因小车振动过大而引起的安全事故。
14.数据采集单元包括两个编码器，分别安装于龙门起重机械设备的两端的轮子上，用于采集轮子的行走轨迹数据，并将采集的数据传输给云控制器。
15.云控制器包括i/o接口单元、信号转换单元、控制单元、时钟单元、电源单元和存储单元，i/o接口单元通过信号转换单元与控制单元连接，i/o接口单元连接龙门起重机械设备的控制端开关和数据采集单元的信号输入。
16.本实用新型至少具有以下有益效果：
17.一方面通过数据采集单元对龙门起重机械设备的各种状态数据进行采集，实现了状态数据的实时采集，并与参数值进行比较，在大于参数值时进行报警，以此保障龙门起重机械设备在运行及非运行时的使用安全。
18.另一方面，本系统通过rfid进行权限管理，只有具备权限的工作人员才能启动设备，以此可以避免龙门起重机械设备被非专业技术人员操控而导致的安全事故，同时可通过刷卡数据定位责任人。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍， 应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为实施例中所述的适用于龙门起重机械设备的安全运行监控装置的组成框图。
21.图2为实施例中云控制器中的电路单元的原理示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1，本实施例提供的适用于龙门起重机械设备的安全运行监控装置，包括rfid无线识别装置、编码器、振动传感器、倾角传感器、电流采集传感器、钢丝绳检测装置、报警单元和云控制器，电流采集传感器、倾角传感器、钢丝绳检测装置、振动传感器、编码器、报警单元均与云控制器的输入端连接。
24.rfid无线识别装置包含rfid识别器和rfid接收器，rfid识别器安装于龙门起重机械设备的电源输入端操作手柄上，用于采集龙门起重机械设备的运行刷卡数据，并将采集的数据传输给rfid接收器，最终传输到云控制器。通过监控刷卡数据可以实现设备的权限管理，在出现安全事故时定位责任人。
25.编码器安装于设备龙门起重机械设备的轮子上，两端的轮子各安装一个编码器，用于采集轮子行走轨迹数据，并将采集的数据传输给云控制器。通过监控轮子的行走轨迹数据，一方面可以实时监控龙门起重机械设备的工作状态，定位故障发生位置，另一方面可以通过两个编码器的数据差值判断两个轮子的同步状态，从而清晰的监控轮子的动力输出是否平衡，避免两边的轮子因动力输出不平衡出现拉扯现象。
26.振动传感器安装于龙门起重机械设备的关键位置，例如安装在龙门起重机械设备的小车上，用于采集小车的振动数据，并将采集的数据传输给云控制器。当龙门起重机械设备在吊装时，小车部位会因受力而发生较大的振动，如果振动过大，超过要求的数值，可能会有安全隐患，这时会检查电机等部件工作情况来判断问题点，同时采集的数据传输给云控制器实现报警提示。
27.倾角传感器安装于龙门起重机械设备的关键位置，例如安装在龙门起重机械设备的横梁一端，用于采集横梁的水平角度，并将采集的数据传输给云控制器。当龙门起重机械设备在吊装时，横梁会因受力发生弯曲，当弯曲的角度大于设定的数值时，可能存在安全隐患，这时会检查发生问题的原因，同时将采集的数据传输给云控制器实现报警提示。
28.电流采集传感器安装于龙门起重机械设备的电源输入端，用于采集龙门起重机械设备的运行电流数据，并将采集的数据传输给云控制器。当检测到运行电流过大，超过设定的正常值时，可能是电机等电子部件存在故障，例如局部老化、短路等情况，通过对运行电流数据进行检测，可以实现电子部件故障的及时发现，继而保障龙门起重机设备的安全运行。
29.钢丝绳检测装置采用探伤传感器，安装于龙门起重机械设备的吊装钢丝绳上，用于检测吊装钢丝绳的磨损数据，并将采集的数据传输给云控制器。通过钢丝绳检测装置检测磨损数据，可以防止因钢丝绳局部断裂发生安全事故。
30.云控制器拥有多个检测输入输出端口，方便接入例如上述提及的多种传感器，实现对龙门起重机械设备的全面监控需要。
31.云控制器安装在龙门起重机械设备的任意非工作部件区域，支持weigend 26/34、rs232、rs485、ttl等接口输入，网络传输采用4g\tcp，具备数据存储、分析处理等功能。云控制器对各个数据采集单元传输的数据进行对比分析，并根据分析结果判断是否触发报警单元（报警灯）发出报警信号。
32.云控制器的输出接口采用12v/24v电压输出，输出接口连接龙门起重机械设备的控制端开关。电流采集传感器、倾角传感器、钢丝绳检测装置、振动传感器、编码器可统称为数据采集单元，用于采集龙门起重机械设备的状态数据。当云控制器接收到各个数据采集
单元采集的状态数据后，将其与预先设置的参数值进行比较，如果大于参数值，则触发报警单元发出报警信号，同时关闭控制端开关。
33.更具体地，如图2所示，云控制器包括i/o接口单元、信号转换单元、控制单元、时钟单元、电源单元和存储单元等。i/o接口单元通过信号转换单元与控制单元连接，i/o接口单元连接龙门起重机械设备的控制端开关和各路传感器信号输入，i/o接口单元支持weigend 26/34、rs232、rs485、ttl接口和电子开关；i/o接口单元还连接有报警器，控制单元内部设计有逻辑比较电路，通过输入数据与设定参数进行比较，从而确定是否触发报警器报警；时钟单元为云控制器提供在龙门起重机械设备掉电时仍能保持一定时间内时间同步；电源单元为云控制器提供稳定的电压；存储单元存储控制参数、实时采集数据等。
34.在使用前，可以通过外部人机界面功能设置好对应的参数值，i/o接口连接好各路传感器。本监控装置通过数据采集单元对龙门起重机械设备的各种状态数据进行采集，实现了状态数据实时采集，并与参数值进行比较，在大于参数值时进行报警，以此保障龙门起重机械设备在运行及非运行时的使用安全。
35.例如，当云控制器接收到的角度或振动传感器信号时，云控制器的内部逻辑比较电路对该数据进行识别对比，当数值大于设定的参数值时，自动输出报警，同时控制龙门起重机械设备停止使用；当云控制器的内部逻辑判断电路接收到两轮子安装的编码器同步数据差大于设定的参数值时，自动输出报警，同时控制龙门起重机械设备停止使用；云控制器的内部逻辑比较电路接收到钢丝绳检测装置传输的钢丝绳数据大于设定的参数值时，自动输出报警，同时控制龙门起重机械设备停止使用；当云控制器的内部逻辑比较电路接收到电流检测装置传输的数据大于设定的参数值时，自动输出报警，同时控制龙门起重机械设备停止使用。容易理解的，针对于各个状态数据，对应的参数值肯定是不同的，此处只是为了简要描述，统一描述为参数值。
36.容易理解的，上述列出的各个数据采集单元可以同时使用，也可以各自独立使用。
37.容易理解的，本方案中云控制器执行的逻辑比较可以通过逻辑电路来实现，且该逻辑电路是常规比较电路，因此没有给出具体的电路结构。
38.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。